放牧管理模式对高寒草甸生态系统有机碳、氮储量特征的影响

李文, 曹文侠, 师尚礼, 李小龙, 陈建刚, 徐长林

(甘肃农业大学草业学院, 草业生态系统教育部重点实验室, 中-美草地畜牧业可持续发展研究中心, 甘肃 兰州 730070)



放牧管理模式对高寒草甸生态系统有机碳、氮储量特征的影响

李文, 曹文侠*, 师尚礼, 李小龙, 陈建刚, 徐长林

(甘肃农业大学草业学院, 草业生态系统教育部重点实验室, 中-美草地畜牧业可持续发展研究中心, 甘肃 兰州 730070)

为探讨不同放牧管理模式高寒草甸生态系统有机碳、氮储量特征的变化，对青藏高原东缘禁牧(NG)、全生长季休牧(RG)、传统放牧(TG)和连续放牧(CG)4种放牧管理模式高寒草甸地上植被、地表凋落物、根系和土壤有机碳、氮储量进行测定和分析。结果表明，1)NG、RG和TG较CG显著提高了土壤、根系、植被和凋落物有机碳、氮储量。2)高寒草甸生态系统中，土壤有机碳储量所占比例最大(88.859%～98.242%)，其次为根系(1.563%～8.742%)，再次为植被(0.172%～1.430%)，最小为凋落物(0.022%～0.969%)；氮储量所占比例最大的是土壤(97.331%～99.633%)，其次为根系(0.316%～2.071%)，再次为植被(0.047%～0.442%)，凋落物最小(0.003%～0.157%)。3)不同放牧管理模式土壤有机碳、氮储量具有明显的垂直分布特征，随土壤深度的增加土壤有机碳、氮储量明显降低。为期4年不同放牧模式仅对0～40 cm土层土壤有机碳、氮储量有影响。4)土壤有机碳、氮储量主要分布在0～40 cm土层，同时，放牧有使有机碳、氮向深层转移的趋势。5)NG、RG和TG显著提高了高寒草甸生态系统总有机碳、氮储量，而CG显著降低了总有机碳、氮储量，导致有机碳、氮的流失。禁牧和季节性休牧能有效增加青藏高原东缘高寒草甸生态系统有机碳、氮储量，实现碳、氮增汇的目的，是该区和类似区域草地放牧管理的重要模式。

高寒草甸；放牧管理；有机碳储量；氮储量

随着含碳温室气体浓度的增加、温室效应和全球变暖的加剧，气候变化已成为全球首要问题之一[1]。土壤有机碳库是地球表层生态系统最大的碳库，全球约1550 Pg有机碳储存于土壤中，约为大气碳库的2倍[2]；采用合理管理措施提高土壤碳贮量是缓解气候变化的重要途径[3]。草地作为地球上最大的陆地生态系统，贮存着全球近1/4的有机碳，是非常重要的碳汇[4-6]，土壤碳返还大气是目前全球碳增加的一个重要方面[7]。

青藏高原是世界上海拔最高、面积最大、形成最晚的高原，同时也拥有我国面积最大的天然草地。青藏高原草地面积约1.2×106km2，占其陆地面积的48%以上，该区气候严酷、环境恶劣，生态系统极其脆弱，对全球气候变化反应非常敏感[8]。由于气温低，凋落物和地下死根不易分解，生态系统同化的有机碳可长期储存于地下根系和土壤中，我国高寒草地碳储量约占全国草地生态系统的48.1%，其中95%的碳储存在土壤中，约占全国土壤碳储量的49%[9]。因此，青藏高原草地生态系统对区域生态系统碳平衡贡献巨大，对维持区域乃至全球植被与大气间的碳平衡也起着极为重要的作用。放牧是草地最主要的土地利用形式，但目前广大牧区对草地的利用往往是整季，甚至全年连续放牧，这种不合理放牧模式加剧了草地的退化。草地退化亦将引起生态系统功能和碳收支格局的变化，进而对局部乃至全球气候变化造成影响[10]。合理放牧模式和放牧时期的确定对草地健康发展和可持续利用具有重要意义[1,11]。放牧也是影响草地生态系统碳、氮循环的重要因素，放牧模式与放牧强度的合理与否，直接影响草地生态系统碳源、碳汇功能[12]。胡向敏等[13]研究表明，围栏封育和划区轮牧促进了短花针茅(Stipabreviflora)荒漠草原生态系统有机碳储量积累；Xiong等[14]研究表明，围栏封育后高寒草甸土壤碳氮储量显著增加；何贵永等[15]的研究表明，青藏高原东缘高寒湿地有机碳含量表现为全年禁牧地>冬季放牧地>全年放牧地，且差异显著。三江源区退化高山嵩草(Kobresiapygmaea)草甸围封5年后，总有机碳储量较自由放牧增加了36.54%，氮储量增加了751.42 g/m2[16]；Sun等[17]研究表明，放牧降低了草地生产力，改变了植物群落物种组成，降低土壤有机碳储量，放牧压力增大致使高寒草甸土壤从碳汇逐渐变为碳源。但也有研究[18-19]表明，高寒草甸土壤碳、氮储量随放牧强度增大而增大。目前有关青藏高原高寒草地生态系统碳、氮储量的研究较多[14-20]，但主要围绕围栏封育和放牧强度展开，且研究结果不尽相同，而对不同放牧管理模式高寒草甸生态系统碳、氮储量的研究较少[15,20]，不同放牧模式高寒草甸植被层、凋落物层、根系层和土壤层碳、氮储量变化尚不明确。因此，本研究以青藏高原东缘禁牧、全生长季休牧、传统夏季休牧和连续放牧4种不同放牧管理模式草地为研究对象，定量描述不同放牧管理模式高寒草甸植被、凋落物、根系和土壤层有机碳、氮储量变化特征和变化规律，从有机碳、氮储量的角度探寻合理的放牧管理模式，并为青藏高原草地碳汇管理、天然草地退化及修复治理提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地自然概况

试验地选在青藏高原东部的天祝县金强河地区，位于N 36°31′-37°55′，E 102°07′-103°46′，海拔2960 m左右。气候寒冷潮湿，昼夜温差较大，日照强，雨热同步。年均温0.8 ℃，其中1和7月平均气温为-10.8和12.4 ℃；≥0 ℃和≥10 ℃的年积温分别为1581和1026 ℃；年降水量424.5 mm(其中66%集中在7-9月)；年蒸发量1592 mm。无绝对无霜期，植物生长期达120～140 d。主体土壤类型为高寒草甸土。草地类型为高寒草甸，主要植物种有：冷地早熟禾(Poacrymophila)、垂穗披碱草(Elymusnutans)、矮嵩草(Kobresiahumilis)、异针茅(Stipaaliena)、球花蒿(Artemisiasmithii)和醉马草(Achnatheruminebrians)等。

1.2 试验设计与取样方法

试验地为当地牦牛和藏羊冷季草场，试验前对土壤状况进行测定，其中，0～10 cm土层土壤容重0.73 g/cm3，土壤有机质138.45 g/kg，全氮4.31 g/kg，全磷0.65 g/kg。2010年6月选择植被和土壤状况接近一致的草地设置4个相邻围栏，建立禁牧(no grazing, NG)、全生长季休牧(grazing rest in growing stage, RG)、传统放牧(traditional grazing, TG)和连续放牧(continued grazing, CG)样地。其中，NG全年禁牧(面积7 hm2，放牧率为0)；RG每年在4月20日-9月20日间休牧，其余时间自由放牧[面积18 hm2，放牧率为4.86羊/(hm2·年)]；TG每年在6月20日-9月20日间休牧，其余时间自由放牧 [面积18 hm2，放牧率为6.08羊/(hm2·年)]；CG 全年连续放牧 [放牧率为 8.57羊/(hm2·年)]。各样地植被特征见表 1。

表1 试验地植被状况

注：同列数据后不同小写字母表示差异达显著水平(P<0.05)。NG：禁牧；RG：全生长季休牧；TG：传统放牧；CG：连续放牧。下同。

Note: The values with different small letters in the same column mean significant differences at 0.05 level. NG indicate no grazing; RG indicate grazing rest in growing stage; TG indicate traditional grazing; CG indicate continuous grazing. The same below.

2014年5月中旬，在各样地对角线附近分别建立3块50 m×50 m小样地，各小样地四角用木桩标记。9月初在各小样地沿对角线等距离设置10个1 m×1 m的样方(整个样地共30个样方)，采用样方法进行植物群落特征调查，调查记录样方内所有植物的高度、盖度和密度，然后齐地面剪掉样方内所有植物。植物种高度测量用其自然高度，密度以自然株丛为基础计数，并收集样方内的地表凋落物。随后，在各刈割样方内用直径10 cm的根钻和直径3.5 cm的土钻分别进行根生物量和土壤样品采集(均采集0～80 cm土壤，分8层，每层10 cm)，并将相邻2个点的土样按层混合后作为1个重复，整个样地重复15次。同时，在各样地对角线上等距离选取20个点，采用土壤剖面环刀法测定对应土层的土壤容重。根系与土壤的分离冲洗采用网袋法，所有地上植被、凋落物和根系样品均在105 ℃杀青30 min，然后在65 ℃烘箱中烘至恒重，称重并计算生物量，随后，将地上植被、凋落物和根系粉碎、过筛，用于有机碳和全氮的测定。土壤样品剔除根系、石块等杂物后带回实验室，自然风干、过筛后测土壤有机碳和全氮含量。所有样品的有机碳测定均采用总有机碳分析仪(Multi N/C 2100s, Germany)，全氮测定均采用全自动凯氏定氮仪(K9860)。

1.3 计算公式

植被、凋落物和地下根系有机碳、氮储量分别由其各组分生物量乘以相应的碳含量得到。采用下列公式计算土壤有机碳储量[21]：

Csi=Di×Bi×TCi×10

式中：Csi,Di,Bi,TCi和Cs分别为第i土层的土壤有机碳储量(g/m2)、土层厚度(cm)、土壤容重(g/cm3)、土壤有机碳含量(g/kg)和单位面积土壤有机碳储量(g/m2)，i代表土壤层数，且i=1, 2, 3, … 8。

采用下列公式计算土壤氮储量：

Nsi=Di×Bi×TNi×10

式中：Nsi,TNi和Ns分别为第i土层的土壤氮储量(g/m2)、土壤全氮含量(g/kg)和单位面积土壤氮储量(g/m2)，i代表土壤层数，且i=1, 2, 3, … 8。

1.4 数据统计

采用Microsoft Excel 2007进行数据的初步整理，用SPSS 17.0对不同放牧管理模式样地各土层有机碳、氮储量，植被、凋落物、根系中有机碳、氮储量，生态系统总有机碳、氮储量进行单因素方差分析(One-way ANOVA)。

2 结果与分析

2.1 不同放牧管理模式土壤有机碳、氮含量的剖面分布

高寒草甸土壤有机碳、氮含量均随土壤深度的增加呈逐渐降低的趋势(图1)。研究区土壤有机碳含量较高，其中，0～10 cm土层土壤有机碳含量NG (96.87 g/kg)>RG (86.83 g/kg)>TG (76.37 g/kg)>CG(61.24 g/kg)。方差分析结果显示，为期4年不同放牧模式主要影响0～40 cm土壤有机碳、氮含量，而对其以下土壤有机碳、氮含量影响较小。

图1 高寒草甸土壤有机碳、氮含量对放牧管理模式的响应Fig.1 Response of soil organic carbon and soil nitrogen concentration to grazing management in alpine meadow

2.2 不同放牧模式对高寒草甸植被、凋落物和根系有机碳、氮储量的影响

经过4年不同模式放牧后，高寒草甸生态系统各有机碳、氮库间差异明显(表2)。植被有机碳储量NG>RG>TG>CG，其中，NG, RG和TG比CG分别增加了10.32, 6.56和4.25倍；凋落物有机碳储量NG, RG和TG显著高于CG，但RG和TG间无显著差异，NG分别比RG, TG和CG增加了11.66, 16.76和56.46倍；根系碳储量变化同凋落物，其中，NG, RG和TG比CG分别增加了6.61, 4.91和4.32倍。植被氮储量NG>RG>TG>CG，NG, RG和TG氮储量比CG增加了4.31～9.96倍；凋落物氮储量NG, RG和TG显著高于CG，NG, RG和TG比CG分别增加了60.50, 4.16和2.33倍；根系氮储量NG>RG>TG>CG，NG, RG和TG比CG分别增加了6.70, 4.93和4.28倍。短期禁牧和季节休牧显著提高了高寒草甸植被、凋落物和根系层有机碳、氮储量。

2.3 不同放牧模式对高寒草甸土壤有机碳、氮储量特征的影响

经过4年不同放牧管理模式后，各样地0～80 cm土层土壤有机碳储量垂直分布如图2A所示。土壤有机碳储量随土壤深度增加呈快速下降趋势，0～40 cm土层中，各层间差异明显，而其以下土层间无显著差异。0～10 cm和10～20 cm土层土壤碳储量均为NG>RG>TG>CG，其中，0～10 cm土层NG, RG和TG比CG分别提高28.4%, 20.1%和14.4%，10～20 cm土层NG, RG和TG比CG分别提高34.4%, 27.5%和16.1%；20～30 cm土层NG显著高于RG, TG和CG，但TG和CG间无显著差异；30～40 cm土层土壤碳储量NG显著高于RG, TG和CG，而RG, TG和CG间均无显著差异；40 cm以下土层土壤碳储量各样地间无显著差异。说明为期4年不同放牧模式主要影响0～40 cm土壤有机碳储量。NG, RG, TG和CG样地0～40 cm土层有机碳储量占总土壤有机碳储量的比例分别为70.0%, 67.9%, 67.5%和66.0%，说明高寒草甸土壤有机碳主要分布在0～40 cm土层，同时放牧有使土壤有机碳向深处转移的趋势。将各土层的有机碳储量加和可得土壤总有机碳储量(图2B)，0～80 cm土层土壤总有机碳储量NG, RG和TG显著高于CG，但RG和TG间无显著差异，其中，NG, RG和TG比CG分别增加了23.1%, 14.5%和8.3%。说明短期禁牧和季节性休牧有利于高寒草甸土壤有机碳储量的提高，而连续放牧显著降低了土壤碳储量。

表2 高寒草甸植被、凋落物和根系有机碳、氮储量

图2 高寒草甸土壤有机碳储量对放牧管理模式的响应Fig.2 Response of soil organic carbon storage to grazing management regime in alpine meadow 不同小写字母表示不同处理同一土层间存在显著差异(P<0.05)；不同大写字母表示同一处理不同土层间存在显著差异(P<0.05)。竖杠代表标准误差。下同。Different small letters indicate the significant differences (P<0.05) between the same soil layers in different treatments; the different capital letters indicate the significant differences (P<0.05) between different soil layers in the same treatments. Bars represent standard errors of means. The same below.

为期4年不同放牧模式也使高寒草甸土壤氮储量垂直分布发生明显变化(图3A)。NG, RG和TG土壤氮储量在0～40 cm土层中随土壤深度的增加显著降低，而其以下土层间无显著差异；CG土壤氮储量随土层深度的增加呈先升后降的变化趋势，在10～20 cm土层最大，0～10 cm土层最低。0～10 cm和10～20 cm土层土壤氮储量均为NG> RG>TG >CG；20～30 cm土层NG, RG和TG土壤氮储量显著高于CG，而NG和RG间无显著差异(P>0.05)；30～40 cm土层NG和RG显著高于TG和CG，但NG和RG及TG和CG间均无显著差异；40 cm以下土层，各样地土壤氮储量无显著差异。说明为期4年不同模式放牧主要影响高寒草甸0～40 cm土层土壤氮储量，而对其以下土层土壤氮储量无显著影响。NG, RG, TG和CG样地0～40 cm土层氮储量占总土壤氮储量的比例分别为56.7%, 55.5%, 53.7%和50.8%，说明高寒草甸土壤氮主要分布在0～40 cm土层，同时放牧有使土壤氮向深处转移的趋势。将各土层的氮储量加和可得土壤总氮储量(图3B)，0～80 cm土层土壤总氮储量NG, RG和TG显著高于CG，但RG和TG间无显著差异，其中，NG, RG和TG比CG分别增加了15.2%, 11.6%和8.5%。说明短期禁牧和季节性休牧有利于提高高寒草甸土壤氮储量，而连续放牧显著降低了土壤氮储量。

图3 高寒草甸土壤氮储量对放牧管理模式的响应Fig.3 Response of soil nitrogen storage to grazing management regime in alpine meadow

2.4 不同放牧模式对高寒草甸生态系统总有机碳、氮储量的影响

图4 高寒草甸生态系统总有机碳、氮储量Fig.4 The total organic carbon and nitrogen storage in alpine meadow ecosystem

如图4所示，高寒草甸生态系统总有机碳储量NG(18915.9 g/m2)显著高于RG(17116.7 g/m2), TG(16079.9 g/m2)和CG(13898.8 g/m2)，而RG和TG间无显著差异，但RG比TG增加了6.2%；总氮储量NG(2384.85 g/m2), RG(2295.78 g/m2)，TG(2226.76 g/m2)显著高于CG(2023.30 g/m2)，而RG和TG间无显著差异，但RG比TG增加了3.1%。各有机碳、氮库(地上植被、凋落物、根系和土壤)占生态系统总有机碳、氮储量的比例如表3所示，不同放牧管理模式高寒草甸生态系统总有机碳、氮储量组成中，均以土壤层中所占比例最高，其次为根系，植被层和凋落物层最低。植被、凋落物和根系有机碳储量占生态系统总碳储量的比例NG、RG和TG显著高于CG；各氮库占总氮储量的比例变化同有机碳。高寒草甸生态系统总有机碳氮储量主要由地下部分组成，禁牧和季节性休牧显著提高了高寒草甸生态系统总有机碳、氮储量，而连续放牧显著降低了土壤有机碳、氮储量，转变成碳、氮的流失。

表3 植被、凋落物、根系和土壤占总有机碳、氮储量的比例

3 讨论

草地生态系统有机碳、氮库由植被、凋落物、根系和土壤有机碳、氮库组成。不同放牧模式高寒草甸各有机碳、氮库储量占生态系统总有机碳、氮储量的比例差异明显(表3)。其中，有机碳储量所占比例最大的是土壤(88.8593%～98.2423%)，其次为根系(1.5629%～8.7419%)，再次为植被(0.1719%～1.4297%)，最小为凋落物(0.0223%～0.9690%)；氮储量占比例最大的是土壤(97.3305%～99.6333%)，其次为根系(0.3163%～2.0714%)，再次为植被(0.0474%～0.4416%)，凋落物最小(0.0030%～0.1565%)。由此可见，高寒草甸生态系统有机碳、氮储量中土壤有机碳、氮储量占主导地位，这与高寒草甸和荒漠草原生态系统有机碳、氮储量研究结果一致[13-14,18]。受气候、地形、植物群落组成、土壤特性和放牧历史等影响，土壤有机碳、氮储量对放牧的响应不同[22]。从目前的研究结果来看，放牧对土壤有机碳储量的影响有3种：放牧减少了土壤有机碳储量[23-26]；放牧对土壤有机碳储量无显著影响[27-30]；放牧增加了土壤有机碳储量[31-33]。受土壤碳有效性的影响，土壤氮素循环对放牧的响应也存在较大争议[12,34]。连续放牧草地由于放牧时间长、放牧压力大，植物得不到及时再生与恢复生长，群落地上、地下生物量得不到积累，群落盖度、高度和凋落物极低，地表土壤裸露严重，土壤温度较高，土壤有机质大量分解，加之风蚀与水蚀作用，所以连续放牧草地土壤有机碳、氮流失严重、积累不足。禁牧和季节性休牧使高寒草甸群落地上与地下生物量增加，草群高度、盖度增大，地表凋落物生物量积累，土壤保水性增强，也使土壤容重和紧实度显著降低[35-36]。本研究表明，经过4年的不同放牧管理模式后，禁牧和季节性休牧草地土壤有机碳、氮储量均显著高于连续放牧草地，其中，禁牧、全生长季休牧和传统夏季休牧高寒草甸土壤有机碳储量比连续放牧分别增加了23.1%, 14.5%和8.3%，氮储量分别增加了15.2%, 11.6%和8.5%。

不同放牧管理模式高寒草甸0～40 cm土层土壤有机碳、氮储量差异显著，而40 cm以下土层无显著差异，说明为期4年不同模式放牧主要影响0～40 cm土层土壤有机碳、氮储量，而对其以下土壤碳、氮储量无显著影响。这与Fan等[16]的研究结果一致。本研究还发现，禁牧、全生长季休牧和传统放牧草地土壤氮储量随土壤深度增加显著降低，而连续放牧草地土壤氮储量随土壤深度增加呈先升后降的变化趋势，其中，在20～30 cm土层最大，在0～10 cm土层最低。这与连续放牧草地植被稀疏，地表裸露，土壤表层有机质分解快，加之风蚀与水蚀有关。连续放牧使得根系向20～30 cm土层转移[36]，这些根系死亡后使得该层土壤氮含量显著升高。

经过4年不同模式放牧后，禁牧、全生长季休牧和传统放牧草地生态系统有机碳、氮储量均显著高于连续放牧草地，但全生长季休牧和传统放牧草地间无显著差异。说明短期禁牧和季节休牧有助于青藏高原东缘高寒草甸生态系统有机碳、氮储量的积累。禁牧、全生长季休牧和传统放牧高寒草甸生态系统总有机碳储量比连续放牧分别增加了36.1%, 23.2%和15.7%，氮储量分别增加了17.9%, 13.5%和10.0%，这与三江源区退化高寒草甸封育5年后，生态系统总有机碳、氮储量较自由放牧显著提高的结果基本一致[16]。这主要是由土壤有机碳、氮储量变化引起的。退化草地的固碳潜力十分巨大，Chang等[37]研究表明，完善青藏高原退化高寒草甸的管理后，可促进其0.022～0.059 Pg C/年的碳汇。本试验地在试验前属于轻度退化高寒草甸，实施禁牧和季节休牧后，植被和土壤状况得到极大的改善，使土壤有机碳、氮含量极大提高。同时，本研究区高寒草甸的最佳封育年限为4年[38]，而本试验中的禁牧草地也封育了4年，也可能是在该最佳的封育年限，高寒草甸的固碳、氮潜能得到最大限度发挥。但在更长时间尺度上，禁牧和季节性休牧是否还能进一步提升高寒草甸有机碳、氮贮量，仍有待进一步研究。陶贞等[21]研究表明，海北高寒草甸土壤有机碳储量在22.12～30.75 kg C/m2间，均值为26.86 kg C/m2，本研究区高寒草甸生态系统碳储量也十分巨大，介于13.90～18.92 kg C/m2间，均值为16.41 kg C/m2。因此，重视并充分发挥该区生态系统碳汇功能，将对区域乃至全球气候变化产生非常重要的意义。

4 结论

本研究定量地揭示了不同放牧管理模式高寒草甸土壤有机碳、氮储量特征的变化，研究从提高碳、氮储量的角度为该区高寒草甸适应性管理提供了重要的理论依据。从有机碳、氮储量的角度来看，对于高寒草甸，禁牧更有利于其生态系统有机碳、氮储量积累，其次为全生长季休牧，再次为传统放牧，连续放牧最差。禁牧和季节性休牧能有效增加青藏高原东缘高寒草甸有机碳、氮储量，实现碳、氮增汇的目的，是该区和类似区域草地放牧管理的重要模式。

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Changes in organic carbon and nitrogen storage in alpine meadows under different grazing management regimes

LI Wen, CAO Wen-Xia*, SHI Shang-Li, LI Xiao-Long, CHEN Jian-Gang, XU Chang-Lin

GrasslandScienceCollegeofGansuAgriculturalUniversity,GrasslandEcosystemKeyLaboratoryofMinistryofEducation,Si-no-U.S.ResearchCentersforSustainableGrasslandandLivestockManagement,Lanzhou730070,China

A study has been undertaken to investigate changes in organic carbon and nitrogen storage under different grazing regimes in the alpine meadow ecosystem of the eastern margin of the Qinghai-Tibetan plateau. Organic carbon and nitrogen storage was measured in above-ground biomass, litter, roots and the 0-80 cm soil layer (divided 8 layers, and each layer was 10 cm) at four sites that represent different grazing management regions: non-grazing (NG), grazing rest during the growing stage (RG), traditional grazing (TG) and continuous grazing (CG). The results indicated that organic carbon and nitrogen in the 0-80 cm soil layer, roots, above-ground tissue and litter were significantly higher in NG, RG and TG than in CG. In general, the proportion of organic carbon in the alpine meadow ecosystem was the largest in soils (88.859%-98.242%), followed by roots (1.563%-8.742%), vegetation (0.172%-1.430%) and litter (0.022%-0.969%); similarly, the proportion of nitrogen was the largest in soils (97.331%-99.633%), followed by roots (0.316%-2.071%), vegetation (0.047%-0.442%) and litter (0.003%-0.157%). There were obvious differences in the vertical distributions of soil organic carbon and nitrogen storage under the four grazing regimes, with these differences mainly affecting the 0-40 cm layer and with no significant effect on deeper layers. Organic carbon and nitrogen storage was mainly distributed in the 0-40 cm layer, with grazing tending to move this storage to deeper layers. NG, RG and TG significantly increased storage in the alpine meadow ecosystem, while CG significantly reduced storage and was associated with a loss of carbon and nitrogen. Non-grazing and seasonal rest grazing can thus contribute to achieving carbon and nitrogen sinks on the eastern margin of the Qinghai-Tibetan Plateau and are important grazing management regimes for this and similar areas.

alpine meadow; grazing management; organic carbon storage; nitrogen storage

10.11686/cyxb2015215

http://cyxb.lzu.edu.cn

2015-04-23；改回日期：2015-06-10

国家自然科学基金(31360569)，现代农业产业技术体系(CARS-35)，甘肃省退牧还草科技支撑项目和青藏高原打草场建设项目资助。

李文(1987-)，男，甘肃会宁人，在读博士。E-mail: 670410113@qq.com*通信作者Corresponding author. E-mail：caowx@gsau.edu.cn

李文, 曹文侠, 师尚礼, 李小龙, 陈建刚, 徐长林. 放牧管理模式对高寒草甸生态系统有机碳、氮储量特征的影响. 草业学报, 2016, 25(11): 25-33.

LI Wen, CAO Wen-Xia, SHI Shang-Li, LI Xiao-Long, CHEN Jian-Gang, XU Chang-Lin. Changes in organic carbon and nitrogen storage in alpine meadows under different grazing management regimes. Acta Prataculturae Sinica, 2016, 25(11): 25-33.